Kosmiczne śmieci mogą zagrażać mieszkańcom Ziemi

Kosmiczne śmieci to miliony obiektów krążących wokół Ziemi. Pędzą z ogromną prędkością, uderzają w siebie nawzajem, stanowią poważne zagrożenie dla statków kosmicznych, astronautów, a być może także mieszkańców naszej planety… Czy jesteśmy w stanie posprzątać po sobie w kosmosie?

Spis treści:

Kosmiczne śmieci – czym są i skąd pochodzą?
Czy kosmiczne śmieci mogą stanowić zagrożenie?
Odkurzacz do kosmicznych śmieci

Kosmiczne śmieci – czym są i skąd pochodzą?

Jeszcze do niedawna nie zdawaliśmy sobie sprawy, czym są i skąd pochodzą kosmiczne śmieci. Dyskusja ich dotycząca toczyła się właściwie wyłącznie w gronie specjalistów. Dzisiaj jednak problem okazał się na tyle duży, że mówi się o nim coraz głośniej. Na podstawie danych Space Surveillance Network szacuje się, że:

na orbicie porusza się ponad 36 500 obiektów większych niż 10 cm (prawie 30 000 jest śledzonych);
ponadto na orbicie znajduje się również ok. 1 mln obiektów o średnicy 1-10 cm, a także 130 mln obiektów o średnicy 1 mm – 1 cm, które określane są mianem kosmicznego gruzu.

Oszacowanie liczby mniejszych elementów jest na ten moment niemożliwe, natomiast można zakładać, że takich mikroodpadów jest jeszcze więcej. Odkurzacz do kosmicznych śmieci jest nam więc coraz bardziej potrzebny.

Czym są i skąd pochodzą kosmiczne śmieci? Przede wszystkim to satelity, rakiety oraz ich elementy krążące po orbicie ziemskiej. Są to tak naturalne obiekty (np. fragmenty meteorów), jak i te, które zostały przez człowieka wystrzelone w kosmos. Proces zaśmiecania kosmosu rozpoczęliśmy jako ludzkość na dobrą sprawę w momencie, gdy wystrzeliliśmy w kosmos satelitę Sputnik 1. Część obiektów bez utrzymywania na orbicie, wchodzi w atmosferę i ulega zniszczeniu. Istnieje jednak spora grupa rakiet oraz satelitów, które krążą mniej więcej na wysokości od 800 do 1000 km nad ziemią i ich zejście na wysokość umożliwiającą spalenie potrwa setki lat albo nie nastąpi nigdy.

Przeczytaj również: Teleskop Hubble’a określił wiek Wszechświata. Chcą go wysłać na emeryturę?

Skąd wiadomo, jaki śmieci krążą w kosmosie? Źródłem informacji są obiekty wysyłane w kosmos, np. satelita LDEF spędził 68 miesięcy na orbicie i analiza jego powierzchni po powrocie pozwoliła na rozpoznanie przepływu odpadów.

Czy kosmiczne śmieci mogą stanowić zagrożenie?

Z pozoru mogłoby się wydawać, że skoro większość odpadów w kosmosie jest tak małej wielkości, to śmieci te nie stanowią poważnego zagrożenia. Nic bardziej mylnego. Wszystkie te obiekty poruszają się z ogromną prędkością. W wielu przypadkach przekracza ona 11 000 m/s. Tak duża prędkość oznacza również ogromną siłę uderzenia. Uderzenie nawet niewielkiego odłamka w np. w przemieszczający się właśnie statek kosmiczny, może stanowić ogromne niebezpieczeństwo dla poruszającej się w nim załogi. Śmieci w kosmosie są w stanie spowodować bardzo poważne awarie i uszkodzenia, a obiekt nieprzekraczający 10 cm jest w stanie całkowicie zniszczyć statek kosmiczny.

Czy śmieci stanowią realne zagrożenie? Międzynarodowa Stacja Kosmiczna musiała wykonać od 1999 roku prawie 30 manewrów pozwalających uniknąć kolizji. W samym tylko 2020 roku były trzy takie przypadki. W październiku 2022 roku MSK musiała wejść na wyższą wysokość, by uniknąć zderzenia z fragmentem satelity zniszczonego rok wcześniej.

Istnieje poważne niebezpieczeństwo, że takich zjawisk będzie coraz więcej. Mowa o tzw. syndromie Kesslera. Amerykański astrofizyk i pracownik NASA Donald J. Kessler zauważył, że kosmiczne śmieci znajdujące się na tzw. niskiej orbicie okołoziemskiej zderzają się ze sobą. W ten sposób powstają nowe szczątki i jeszcze więcej odłamków, które dalej będą się ze sobą zderzać. To rodzi poważne niebezpieczeństwo, że za jakiś czas problemem będzie bezkolizyjne wystrzelenie rakiety w kosmos.

Istnieje także jeszcze jedno zagrożenie, na które zwrócono uwagę całkiem niedawno. Do pewnego momentu byliśmy bowiem przekonani, że kosmiczne śmieci zostaną na zawsze w kosmosie albo ulegną spaleniu w atmosferze. Według naukowców z kanadyjskiego Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej istnieje 10% prawdopodobieństwo, że w ciągu najbliższej dekady jakiś śmieć kosmiczny spadnie z orbity, przedrze się przez atmosferę, ale nie spłonie w całości i jakiś jego fragment uderzy w ziemię, a w wyniku tego zginie człowiek.

stacja kosmiczna Mir — Zniszczenia paneli słonecznych stacji kosmicznej Mir, widoczne na panelu po prawej stronie/NASA/CC0 1.0

Odkurzacz do kosmicznych śmieci

Hasło „odkurzacz do kosmicznych śmieci” może wzbudzać uśmiech, ale problem, który projekt ten ma rozwiązać, śmieszny wcale nie jest. Do pewnego momentu ludziom wydawało się, że kosmos jest tak duży, że pozostawienie tam czegokolwiek nie generuje żadnej szkody. To prowadziło do dość bezrefleksyjnego porzucania kolejnych technologii na orbicie. Teraz jednak, kiedy nagromadziliśmy tam zrzeszę niedziałających obiektów, które wzajemnie się ze sobą zderzając, generują kolejne odpadki, przyszedł czas, aby po sobie posprzątać.

Odkurzacz do kosmicznych śmieci tworzony jest w tej chwili jako startup ClearSpace – 1. W ramach tego projektu naukowcy (w tym Polacy z PAN) budują satelitę, który ma przechwycić orbitujący od lat fragment rakiety Vega. Kiedy satelita dotrze do tego elementu, wysunie cztery mechaniczne ramiona, przejmie fragment rakiety, po czym zamknie go w mechanicznym uścisku. Kolejny krok to obniżenie orbity aż do wejścia w atmosferę, gdzie całość ma ulec samospaleniu.

Coraz częściej mówi się także o karach za kosmiczne śmieci. Do nałożenia pierwszej doszło w październiku 2023 roku. Amerykańska Komisja Łączności obciążyła amerykańską spółkę Dish Network karą za zaśmiecanie kosmosu. Firma musi zapłacić 150 tysięcy dolarów za to, że nie przesunęła swojego starego satelity na odległość bezpieczną dla innych kosmicznych urządzeń.

Przeczytaj również: Koncepcje kosmiczne: winda do nieba

Oprac.: Redakcja